Поведение звезд внутри галактик долгое время озадачивает астрономов. Функция, описывающая орбитальные скорости звезд и газа в галактике в зависимости от расстояния до ее центра называется кривой вращения галактики. Согласно ньютоновской модели гравитации, звезды на внешних краях должны двигаться медленнее, чем в центре, из-за уменьшения гравитационного притяжения. Однако в действительности мы этого не наблюдаем. Это несоответствие является одним из важнейших доказательств существования темной материи.

Сейчас астрофизики объясняют наблюдаемую скорость звезд на окраинах галактик гравитационным воздействием гало темной материи, т. е. гипотетической невидимой материи, которая распространяется намного дальше от центра галактик, чем обычная видимая материя. Однако даже гало темной материи должно где-то заканчиваться, и кривая вращения галактики не может быть линейной бесконечно.

Аспирант кафедры астрономии университета Кейс Вестерн Резерв Тобиас Мистеле использовал для изучения темной материи эффект гравитационного линзирования. Его работа была принята к публикации в журнале Astrophysical Journal Letters и опубликована на сайте препринтов ArXiv.

Гравитационное линзирование – явление, предсказанное Общей теорией относительности Эйнштейна. Массивный объект, такой как скопление галактик или даже одна массивная звезда, искривляет пространство вокруг себя и, соответственно, искривляет путь света, проходящего вблизи.

В своем исследовании Мистеле измерял искажение света на разном расстоянии от центра галактики, чтобы оценить влияние темной материи при удалении от центра. В рамках исследования американский астроном нанес на диаграмму так называемое соотношение Талли-Фишера, чтобы выразить эмпирическую связь между видимой массой галактики и скоростью ее вращения. Согласно результатам его исследования, кривая вращения галактики остается линейной на очень большом расстоянии.

То, что мы называем темной материей, простирается далеко за пределы предыдущих оценок – по меньшей мере на миллион световых лет от галактического центра. Определить, где заканчивается влияние темной материи, Мистеле не смог. Это может означать, что либо темная материя в нашем понимании этого явления вообще не существует, либо же ореолы темной материи в нашей вселенной являются невероятно обширными.

Последствия этого открытия могут быть очень глубоки. Если мы пересмотрим представления о темной материи, то придется искать и альтернативные теории гравитации, а это бросит вызов основам современной астрофизики.

• < Назад
• Вперёд >